蛋白质是构成细胞的基本有机物，也是生命活动的主要承担者。一位体重60kg的成年人，体内约有9.6~12kg蛋白质。
蛋白质的形成与改造
20多种氨基酸按不同比例组合，形成链状氨基酸。它们的线状分子间存在化学作用力，能在不到一秒时间内折叠成3D形状，最终形成人体内不同种类、性质、功能的蛋白质。
人们可以通过改造蛋白质分子的氨基酸残基，改善蛋白质的功能和性质；也可以对其结构进行拼接组装，获得全新的蛋白质分子。当然还有一种方案，那就是完全从头设计具备新功能的蛋白质，但多年以来，人工设计蛋白质始终是难以实现的世界难题。
目前，这道横亘在生物医学与蛋白质结构间的壁垒，正在被天才科学家David Baker的团队逐渐瓦解。经过长达25年的探索研究，科学家发现了氨基酸长链如何折叠成三维蛋白质，并设计合成了非天然蛋白质，这些蛋白质将在医药、建材等不同领域发挥作用。
几家蛋白质工程初创公司
Synthorx是开发癌症和自身免疫疾病疗法的生物科技公司，该公司通过改变DNA序列，使细胞中蛋白质可生产多达172个不同氨基酸。跨国药企赛诺菲在去年下半年以25亿美元的价格收购了Synthorx。他们开发的Synthorins“优化生物制剂”，在肿瘤学领域和解决自身免疫疾病方面具有广阔的前景。
华盛顿大学蛋白质设计研究所(IPD)，成立于2012年，至少获得5600万美元融资，用于设计并改造蛋白质，以应对21世纪医学、能源和技术挑战。 2017年，IPD成功设计了四个新的合成折叠蛋白。
目前，他们正在与安进（Amgen）等行业领导者合作，并获得了3500万美元融资，在今年春季被武田以3.3亿美元的价格收购，研究将人造蛋白质用于各种用途，包括抗击流感病毒、分解食物中麸质，以及检测部分阿片类药物等。
Neoleukin Therapeutics（NLTX）生物制药公司，是一家市值4.4亿美元的上市公司。该公司致力于设计蛋白质疗法的开发和对应商业业务，解决免疫肿瘤、炎症和自身免疫方面等医疗需求。旗下计算平台能设计全新蛋白，可治疗癌症、炎症和自身免疫缺陷等严重疾病。
西雅图的初创公司Cyrus Biotechnology，已获得1130万美元的公开资金，开发了世界领先的蛋白质工程平台Rosetta。这是第一款经过实验证明，可通过计算设计全新蛋白质的软件。它的合作伙伴包括巴斯夫，哈佛医学院，扬森制药和Illumina等公司。
蛋白质设计公司Arzeda，已获得1520万美元的资金。该公司每周设计、制造和测试超过10,000种蛋白质，将其应用于农业技术微生物到食品甜味剂等。这些蛋白质起着生物催化剂的作用，用于加速化学反应。
Alpha Bio成立于2017年，获得美国国家科学基金会（National Science Foundation）资助，并在2019年9月获得440万美元融资，用于开发合成生物学平台AlphaSeq。它梳理了数百万种蛋白质相互作用机制，以探索部分疾病可行治疗方案。
Zymergen和Ginkgo Bioworks：两家市值超过十亿美元的生物学初创公司。致力于利用AI驱动自动化设备，对微生物进行工程化改造。业务涵盖农业、化学品、材料、药品、电子科技，家具与工业品、个人护理与废物处理等领域，致力于将生物技术引入消费市场。
结论
使用AI促进蛋白质开发应用，是探索蛋白质重新设计的一种前沿方式。这听起来非常酷炫，也是基础医疗科学的一大进步。据科学家预估，10-15年内，几乎所有用于行业技术的蛋白质都可能被“改写”与“换新”，从头设计蛋白质的时代或将来临，并长期、广泛的造福于人类社会。
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